机械加工的精度复习课程知识讲稿.ppt

第十章 机械加工的精度;主要内容;一、工艺系统受力变形现象 ;图10-11 工艺系统受力变形产生加工误差 ;二、工艺系统的刚度;刚度的原始定义是指：加到系统上的作用力F(N)与由它所引起的同方向位移y(mm)的比值，即;2. 工艺系统的静刚度;3. 工艺系统刚度的计算 ;公式10-7表明，已知工艺系统各组成环节的刚度，即可求得工艺系统刚度。 对于工件和刀具，一般说来都是一些简单构件，可用材料力学理论近似计算，如车刀的刚度可以按悬臂梁计算；用三爪卡盘夹持工件，工件的刚度可以按悬臂梁计算；用顶尖加工细长轴，工件的刚度可以按简支梁计算等； 对于机床和夹具，结构比较复杂，通常用实验法测定其刚度。 ;三、工艺系统受力变形对加工精度的影响;（一）切削力对加工精度的影响;在车床上以前后两顶尖为支承车削光轴。 当车刀做纵向进给时，切削力的作用点不断移动，机床、工件在这些点的刚度各不相同。因此，车出的工件在纵向截面内各个径向尺寸不一而形成形状误差。 为了分析问题方便简便，认为在加工过程中，切削力不变化，只考虑系统刚度变化对加工精度的影响。;设工件为绝对刚体，Fy不变，在切削力的作用下，使前后顶尖发生位移。 这时，刀具和刀架在工件全长上为常数，它只是影响工件径向尺寸精度，而不影响纵向截面形状。;推导过程;当刀尖走到前或者后顶尖处时，前或后顶尖处就产生最大的位移：;图2-12;;2005年9月27日;合成分析;工艺系统受力变形随切削力作用点位置变化例子;2005年9月27日;2．切削力大小变化对加工精度的影响;图10-16 毛坯形状误差复映 ;（1）毛坯误差复映理论;工件误差对毛坯误差的复映程度用误差复映系数ε表示，即为工件误差△g与毛坯误差△m的比值，即 ;加工前后的误差关系分析;加工前后误差关系分析（续）;（2）降低复映误差的主要工艺措施 ;可以根据已知的值，估算出加工后的估计误差或根据工件的公差值与毛坯误差值确定加工次数。 因此增加走刀次数，可大大降低工件的复映误差。但走刀次数太多，会降低生产率。 ;工艺系统在传动力和惯性力的作用下，也会产生变形，而影响加工精度。;车削一个不平衡工件，当离心力 与 反向时，将工件推向刀具，使切削深度增加；当 与 同向时，工件被拉离刀具，使切削深度减小。其结果会造成工件的圆度误差。 ;;有时，如果夹紧力作用点选择不当，即便是尺寸大、刚性较高、结构复杂的箱体、机座等类零件，也会产生夹紧变形。;（2）自重引起的受力变形;三、减少工艺系统受力变形的措施;1．提高零件连接表面的接触刚度;2. 设置辅助支承、提高工件刚度、减少变形 。;图10-18 增加支承以提高工件的刚度 ;3. 采用合理的装夹和加工方式。;加工薄壁件时，由于工件刚度低，解决夹紧变形的影响是关键问题之一。;在夹紧前，薄壁套筒的内外圆是正圆形，用三爪自定心卡盘夹紧后则薄壁套筒呈三棱形，如图a所示；镗孔后，薄壁套筒的内孔呈圆形，如图b所示；松开卡爪后，工件由于弹性恢复，使已镗圆的孔产生了三棱圆形的圆度误差，如图c所示。为了减少工件夹紧变形，提高加工精度，可以采取如下措施：增大接触面积，使各点受力均匀，如图d所示为采用开口过渡环，图e所示为采用专用卡爪；还可采用轴向夹紧或采用弹性套筒夹紧。 ;图10-21所示为磨削薄板工件，当磁力将工件吸向工作台表面时，工件将产生弹性变形（如图a、b所示）；磨完后，由于弹性恢复，已磨完的表面又产生翘曲（如图c所示）。改进的办法是在工件和磁力吸盘之间垫橡皮垫(厚)（如图d、e所示），工件受作力作用，橡皮垫被压缩，减少了工件夹紧的变形；再以磨好的一面作为定位基准磨另一面。这样经过多次正反面交替磨削即可得平面度较高的平面（如图f所示）。 ;图10-21所示为磨削薄板工件;在切削加工中，有时由于机床部件刚度低而产生变形和振动，影响加工精度和生产率的提高。 此时可以用加强杆或导向支承套提高机床部件的刚度，如图10-19所示： 图a所示为在转塔车床上采用固定导向支承套， 图b所示为采用转动导向支承套，用加强杆和导向支承套提高机床部件的刚度。;图10-19 提高机床部件刚度的装置 ;四、工件内应力对加工精度的影响 ;（一）毛坯制造和热处理过程产生的残余应力。;2005年9月27日;（二）冷校直带来的残余应力。;;五、工艺系统刚度的试验测定;（一）车床刚度的测定;（１）连接表面间的接触变形。 （２）薄弱零件本身的变形。 （３）摩擦力的影响。 （４）间隙的影响。 ;（二）铣床刚度的测定;（三）钻床刚度的测定;2005年9月27日;六、工艺系统的热变形;热总是由高温处向低温处传递。 其传递方式有三种：传导传热、对流传热和辐射传热。 ; 机床：（电气；液压；摩擦；切削；环境） →各部分受热不同，形成温差→变形（膨胀）不一致→